目前,国内各大汽车生产商正在积极自主研发汽车零部件,强度和疲劳耐久等性能是研发过程中需要考虑的问题。电动助力转向系统能主动提高安全性,提升燃油经济性,是未来智能转向系统的基础,具有广阔的市场前景。传动机构作为电动助力转向系统重要零部件之一,增大助力电机提供的扭矩,其性能优劣直接影响汽车驾驶舒适性、安全性。传动机构中含有塑料齿轮,在长期外加载荷作用下,其疲劳耐久性往往成为其薄弱环节。同时,对塑料齿轮设计目前没有成熟的理论标准可供使用。基于此背景,本文采用有限元方法对管柱式电动助力转向传动机构进行啮合特性研究,利用有限元应力结果预测传动机构疲劳寿命,通过试验台架对传动机构进行试验研究。全文主要完成内容如下:(1)介绍了电动助力转向系统的组成与分类,重点阐述管柱式电动助力转向系统结构特点和工作原理,提出管柱式电动助力转向系统塑料直齿轮和钢制蜗杆传动机构正确啮合条件,推导其齿面方程与啮合方程,研究该传动机构的啮合接触特点,完成啮合理论分析;(2)基于已知参数建立管柱式电动助力转向系统传动机构三维模型,完成多齿的网格划分,确定仿真工况与热边界条件,建立考虑热效应的管柱式电动助力转向系统传动机构热-结构耦合有限元分析模型,研究传动机构啮合过程中轮齿齿面应力分布于变化情况,验证了理论分析正确性;获取齿根应力变化,研究装配误差对齿根应力的影响规律。(3)对比分析的不同疲劳寿命分析方法,选取适合于管柱式电动助力转向系统传动机构的疲劳寿命分析方法,定义传动机构材料疲劳特性曲线,以有限元最大齿面最大应力结果与齿根最大应力结果为输入,对管柱式电动助力转向系统传动机构疲劳寿命进行预测。(4)介绍自主研制的多功能传动机构柔性试验台组成与测控原理;基于新型试验台完成管柱式电动助力转向系统传动机构疲劳台架试验,获取其试验疲劳寿命数据,对比疲劳预测寿命,验证本文疲劳寿命预测方法的可信性;从试验角度出发,研究该传动机构的传动效率与塑料直齿轮的静态断裂强度性能。